2016 Fiscal Year Annual Research Report
A Study of Light-Matter Interaction Using Hybrid Classical and Quantum Simulation and Its Application to All-Optical Magnetic Recording
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26420321
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| Research Institution | Nihon University |
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Principal Investigator |
大貫 進一郎 日本大学, 理工学部, 教授 (80386002)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 電磁界理論 / 量子論 / 混合物理計算 / 光物質相互作用 / 磁気記録 / 光直接記録 / データストレージ / 電子・デバイス機器 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
前年度に比べ，より詳細な計算モデルを構築し，古典・量子混合物理計算法の更なる高精度化及び計算時間と計算精度の最適化を行った．また，光物質相互作用が量子論だけでは解析不可能となり，混合物理計算が必須となる物理条件を導出した．簡易的な数式のみを用いる提案手法は，数値計算を実行することなく物理モデルの推定が可能で，高信頼性を維持したまま計算時間の低減を実現した．この成果により，物質が生成する近接場は局所的であるものの，電子を拘束するポテンシャル構造などにより，その影響は大きく変化することを明らかにした．また，開発手法は，物質の電子状態を制御する光パルスの設計などに応用できることも併せて示した．
ナノ物質の共鳴吸収プロセス解析においては，非局所的効果と近接場の関係を，複数の微小金属を配置した解析モデルに対して明らかにした．非局所効果を考慮すると，金属の配置及び形状を変化させることで，近接場光の共振波長及び位相が正確に制御できることを発見し，伝搬するプラズモンの波長シフト量をゼロにできる金属配置を提案した．
これらの研究成果を総括し，光直接記録方式のシミュレーション検証を行い，従来よりも安定性の高い記録システムの構築を行った．提案システムは，ナノアンテナにより局所円偏光を生成し，高密度化を実現する．本システムの実験による検証を目的に，連携研究者がナノアンテナを試作した．試作アンテナは，シミュレーション設計した理想的な形状に比べて数ナノ程度の加工ずれが生じることを実験的に確認した．また，試作アンテナの加工ずれは局所生成光に影響を与え，安定した光直接記録を実現するためには位相補正が必須となることを明らかにした．上記の結果を踏まえ，加工ずれを生じたナノアンテナに対して局所円偏光が生成できる入射光の条件を確立し，試作アンテナに対してもロバスト性の高い，超高密度な光直接記録の実現可能性を示した．
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Research Products
(35 results)
